HTTP 协议简介

一、TCP/IP 协议介绍

　　在介绍 HTTP 协议之前，先简单说一下TCP/IP协议的相关内容。TCP/IP协议是分层的，从底层至应用层分别为：物理层、链路层、网络层、传输层和应用层，如下图所示：

 

 

 

　　从应用层至物理层，数据是一层层封装，封装的方式一般都是在原有数据的前面加一个数据控制头，数据封装格式如下：

 

 

　　其中，对于TCP传输协议，客户端在于服务器建立连接前需要经过TCP三层握手，过程如下：

 

 

二、HTTP协议

2.1　简介

　　超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol，简称HTTP）是应用层协议，自 1990 年起，HTTP 就已经被应用于 WWW 全球信息服务系统。
　　HTTP 是一种请求/响应式的协议。一个客户机与服务器建立连接后，发送一个请求给服务器；服务器接到请求后，给予相应的响应信息。
　　HTTP 的第一版本 HTTP/0.9是一种简单的用于网络间原始数据传输的协议；
　　HTTP/1.0由 RFC 1945 定义 ，在原 HTTP/0.9 的基础上，有了进一步的改进，允许消息以类 MIME 信息格式存　在，包括请求/响应范式中的已传输数据和修饰符等方面的信息；
　　HTTP/1.1(RFC2616) 的要求更加严格以确保服务的可靠性，增强了在HTTP/1.0 没有充分考虑到分层代理服务器、高速缓冲存储器、持久连接需求或虚拟主机等方面的效能；
　　安全增强版的 HTTP （即S-HTTP或HTTPS），则是HTTP协议与安全套接口层(SSL)的结合，使HTTP的协议数据在传输过程中更加安全。

 

2.2　协议结构

　　HTTP协议格式也比较简单，格式如下：

 

 

2.3　HTTP 协议举例

　　下面是一个HTTP请求及响应的例子：

 

2.4　请求头格式

a) 通用头(general-header)：
Cache-Control：客户端希望服务端如何缓存自己的请求数据，如"Cache-Control: no-cache"，"Cache-Control: max-age=0"；
Connection：客户端是否希望与服务端之间保持长连接，如"Connection: close", "Connection: keep-alive"；
Date：只有当请求方法为POST或PUT方法时客户端才可能会有些字段；
Pragma：包含了客户端一些特殊请求信息，如 "Pragma: no-cache" 客户端希望代理或应用服务器不应缓存与该请求相关的结果数据；
 

b) 请求头(request-header)：
Accept： 表明客户同端可接受的请求回应的媒体类型范围列表。星号“*”用于按范围将类型分组，用“*/*”指示可接受全部类型；用“type/*”指示可接受 type类型的所有子类型，如“ Accept: image/gif, image/jpeg, */*”；
Accept-Charset：客户端所能识别的字符集编码格式，格式：“Accept-Charset: 字符集1[:权重]，字符集2[:权重]”，如：“ Accept-Charset: iso-8859-5, unicode-1-1;q=0.8”；
Accept-Language：客户端所能识别的语言，格式：“Accept-Language: 语言1[:权重]，语言2[:权重]”，如：” Accept-Language: zh, en;q=0.7”；
Host：客户请求的主机域名或主机IP，格式：“Host: 域名或IP[:端口号]”，如：“Host: www.hexun.com:80“，请求行中若有HTTP/1.1则必须有该请求头；
User-Agent：表明用户所使用的浏览器标识，主要用于统计的目的；
Referer：指明该请求是从哪个关联连接而来；

Accept-Encoding：客户端所能识别的编码压缩格式，如：“Accept-Encoding: gzip, deflate”；
If- Modified-Since：该字段与客户端缓存相关，客户端所访问的URL自该指定日期以来在服务端是否被修改过，如果修改过则服务端返回新的修改后 的信息，如果未修改过则服务器返回304表明此请求所指URL未曾修改过，如：“If-Modified-Since: Fri, 2 Sep 2006 19:37:36 GMT”；
If-None-Match：该字段与客户端缓存相关，客户端发送URL请求的同时发送该字段及标识，如 果服务端的标识与客户端的标识一致，则返回304表明此URL未修改过，如果不一致则服务端返回完整的数据信息，如：“If-None-Match: 0f0a893aad8c61:253, 0f0a893aad8c61:252, 0f0a893aad8c61:251”；
Cookie：为扩展字段，存储于客户端，向同一域名的服务端发送属于该域的cookie，如：“Cookie: MailUserName=whouse”；

 

c) 实体头(entity-header): (此类头存在时要求有数据体)
Content-Encoding：客户端所能识别的编码压缩格式，如：“Content-Encoding: gzip, deflate”；
Content-Length：客户端以POST方法上传数据时数据体部分的内容长度，如：“ Content-Length: 24”；
Content- Type：客户端发送的数据体的内容类型，如：“Content-Type: application/x-www-form-urlencoded”为以普通的POST方法发送的数据；“Content-Type: multipart/form-data; boundary=---------------------------5169208281820”，则表明数据体由多部分组成，分隔符为 “-----------------------------5169208281820”；

 

2.5）响应格式

a) 通用头(general-header)：
Cache- Control：服务端要求中间代理及客户端如何缓存自己响应的数据，如“Cache-Control: no-cache”，如：“Cache-Control: private” 不希望被缓存，“Cache-Control: public” 可以被缓存；
Connection：服务端是否希望与客户端之间保持长连接，如“Connection: close”, “Connection: keep-alive”；
Date：只有当请求方法为POST或PUT方法时客户端才可能会有些字段；
Pragma：包含了服务端一些特殊响应信息，如 “Pragma: no-cache” 服务端希望代理或客户端不应缓存结果数据；
Transfer-Encoding：服务端向客户端传输数据所采用的传输模式(仅在HTTP1.1中出现)，如：“Transfer-Encoding: chunked”，注：该字段的优先级要高于“Content-Length”　字段的优先级；

Via：一般用在代理网关向应用服务器发送的请求头中，表明该来自客户端的请求经过了网关代理，
     格式为："Via: 请求协议版本  网关标识   [其它信息] "，
     如 ：" Via: 1.1  webcache_250_199.hexun.com:80 (squid)"

 

b）响应头(response-header)：
Accept-Ranges：表明服务端接收的数据单位，如：“Accept-Ranges: bytes”, ；
Location：服务端向客户端返回此信息以使客户端进行重定向，如：“Location: http://www.hexun.com”；
Server：服务端返回的用于标识自己的一些信息，如：“ Server: Microsoft-IIS/6.0”；
ETag：服务端返回的响应数据的标识字段，客户端可根据此字段的值向服务器发送某URL是否更新的信息；

 

c）实体头(entity-header): (此类头存在时要求有数据体)
Content-Encoding：服务端所响应数据的编码格式，如：“Content-Encoding: gzip”；
Content-Length：服务端所返回数据的数据体部分的内容长度，如：“ Content-Length: 24”；
Content-Type：服务端所返回的数据体的内容类型，如：“Content-Type: text/html; charset=gb2312” ；
Set-Cookie：服务端返回给客户端的cookie数据，如：“ Set-Cookie: ASP.NET_SessionId=icnh2ku2dqlmkciyobgvzl55; path=/”

 

2.6）服务器返回状态码

1xx：表明服务端接收了客户端请求，客户端继续发送请求；
2xx：客户端发送的请求被服务端成功接收并成功进行了处理；
3xx：服务端给客户端返回用于重定向的信息；
4xx：客户端的请求有非法内容；
5xx：服务端未能正常处理客户端的请求而出现意外错误。

 

举例：

“100”  ; 服务端希望客户端继续；
“200”  ; 服务端成功接收并处理了客户端的请求；
“301”  ; 客户端所请求的URL已经移走，需要客户端重定向到其它的URL；
“304”  ; 客户端所请求的URL未发生变化；
“400”  ; 客户端请求错误；
“403”  ; 客户端请求被服务端所禁止；
“404”  ; 客户端所请求的URL在服务端不存在；
“500”  ; 服务端在处理客户端请求时出现异常；
“501”  ; 服务端未实现客户端请求的方法或内容；
“502”  ; 此为中间代理返回给客户端的出错信息，表明服务端返回给代理时出错；
“503”  ; 服务端由于负载过高或其它错误而无法正常响应客户端请求；
“504”  ; 此为中间代理返回给客户端的出错信息，表明代理连接服务端出现超时。

 

2.7）chunked 传输

　 　编码使用若干个Chunk组成，由一个标明长度为0的chunk结束，每个Chunk有两部分组成，第一部分是该Chunk的长度(以十六进制表示)和 长度单位（一般不写），第二部分就是指定长度的内容，每个部分用CRLF隔开。在最后一个长度为0的Chunk中的内容是称为footer的内容，是一些 没有写的头部内容。另外，在HTTP头里必须含有：” Transfer-Encoding: chunked” 通用头字段。格式如下：

 

2.8）HTTP 请求方法

GET、POST、HEAD、CONNECT、PUT、DELETE、TRACE、OPTIONS

 

2.9）HTTP 断点续传

a）HTTP 请求头

格式：Range: bytes={range_from}-{range_to}

该头表示从后端 HTTP 服务器取数据，开始偏移位置为 {range_from}，结束偏移位置为 {range_to}，其中偏移位置下标从 0 开始；如果省略了 {range_to} 则表示从指定的开始位置 {range_from} 至数据结尾。

如：Range: bytes=1024-2048  其表示读取从偏移位置 1024 至 2028 的数据，而 Range: bytes=1024- 则表示读取从偏移位置 1024 至数据结尾的数据。

b）HTTP 响应头

格式：Content-Range: bytes {range_from}-{range_to}/{total_length}

其中 {range_from} 和 {range_to} 分别代表当前从服务端返回的数据的起始偏移位置（下标从 0 开始），这是一个双向闭区间范围，而 total_length 则指定了整个数据的总长度，此时 HTTP 响应头中的 Content-Length 如果存在，则其值表示当前返回的数据块（由 {range_from} 和 {range_to} 指定的数据区间）的长度。该长度内的数据包括 {range_from} 和 {range_to} 两个位置的数据。

 

3.0）举例

a）GET请求

GET http://photo.test.com/inc/global.js HTTP/1.1
Host: photo.test.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.0; zh-CN; rv:1.8.1) Gecko/20061010 Firefox/2.0
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,zh-cn;q=0.7,zh;q=0.3
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: gb2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Proxy-Connection: keep-alive
Cookie: ASP.NET_SessionId=ey5drq45lsomio55hoydzc45
Cache-Control: max-age=0

 

b）POST请求

POST / HTTP/1.1
Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, */*
Accept-Language: zh-cn
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Accept-Encoding: gzip, deflate
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.0)
Host: www.test.com
Content-Length: 24
Connection: Keep-Alive
Cache-Control: no-cache

name=value&submit=submit

 

c）通过HTTP代理发送GET请求

GET http://mail.test.com/ HTTP/1.1
Host: mail.test.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.0; zh-CN; rv:1.8.1) Gecko/20061010 Firefox/2.0
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,zh-cn;q=0.7,zh;q=0.3
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: gb2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Proxy-Connection: keep-alive

 

d）POST方式上传文件

POST http://www.test.comt/upload_attach?uidl=%3C HTTP/1.1
Host: www.test.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.0; zh-CN; rv:1.8.1) Gecko/20061010 Firefox/2.0
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: en-us,zh-cn;q=0.7,zh;q=0.3
Accept-Charset: gb2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Content-Type: multipart/form-data; boundary=---------------------------5169208281820
Content-Length: 449

-----------------------------5169208281820
Content-Disposition: form-data; name="file_1"; filename=""
Content-Type: application/octet-stream


-----------------------------5169208281820
Content-Disposition: form-data; name="file_0"; filename="test.txt"
Content-Type: text/plain

hello world!

-----------------------------5169208281820
Content-Disposition: form-data; name="oper"

upload
-----------------------------5169208281820--

 

e）CONNECT举例

CONNECT mail.test.com:80 HTTP/1.1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.0; zh-CN; rv:1.8.1) Gecko/20061010 Firefox/2.0
Proxy-Connection: keep-alive
Host: mail.test.com:80

 

3.1）在终端以 telnet 方式测试

a）打开回显功能（针对windows)
　 Windows 2000：进入DOS模式->输入 telnet->set LOCAL_ECHO->退出：quit->telnet ip 80
　 Windows xp：进入DOS模式->输入telnet->set local echo->open ip 80
b) 按HTTP协议格式输入GET请求、HEAD请求、POST请求。

 

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参考：

        文章 《用C++实现类似于JAVA HttpServlet 的编程接口》 给出了 acl_cpp 库中提供的 WEB 编程示例。

        文章 《使用 acl_cpp 的 HttpServlet 类及 google 的 ctemplate 库编写 WEB 应用》 给出了使用 acl _cpp 的 WEB 库及 google 的页面模板库的例子。

        文章 《web 编程中实现文件上传的服务端实例》 给出了使用 acl_cpp 的 WEB 库实现处理 HTTP 文件上传的例子。

        文章 《使用 acl_cpp 的 HttpServlet 类及服务器框架编写WEB服务器程序》  给出了使用 acl 服务器框架的 WEB 应用实例 。

        文章 《使用 acl 库开发一个 HTTP 下载客户端》 给出了利用 acl 库写的 HTTP 下载客户端。

        文章 《使用 acl 较为底层的 HTTP 协议库写 HTTP 下载客户端举例》 给出另一种 HTTP 客户端下载的例子。